Кто угрожает России? Вызовы будущего - Антон Первушин

Уже на стадии разработки программы эксперимента был допущен ряд грубейших ошибок. Так, испытания считались руководством ЧАЭС чисто электротехническими, не влияющими на ядерную безопасность реактора, поэтому не согласовывались с генпроектантом, главным конструктором и научным руководителем. Программой не только не были предусмотрены дополнительные меры безопасности, но даже снижены существующие штатные меры. Так, в ней предписывалось отключить систему аварийного охлаждения реактора на весь период испытаний (4 часа), поскольку считалось, что она может автоматически сработать и сорвать эксперимент.

Испытания должны были проводиться на тепловой мощности 700-1000 МВт. Примерно за сутки до аварии мощность реактора была снижена до 50 % (1600 МВт), однако дальнейшее снижение мощности запретил диспетчер электросети. Продолжение снижения мощности энергоблока было разрешено диспетчером 25 апреля за час до полуночи. В итоге длительное время активная зона реактора находилась в режиме «отравления» продуктами распада – радиоактивным ксеноном-135, что неизбежно привело к дальнейшему падению мощности. Компенсация производилась операторами, выдвигавшими из активной зоны стержни-поглотители В течение примерно двух часов мощность реактора была снижена до уровня, предусмотренного программой (около 700 МВт тепловых), однако была допущена ошибка, в результате которой тепловая мощность реактора начала быстро падать, достигнув величины в 30 МВт. Персонал принял роковое решение о восстановлении мощности реактора, снова приступив к извлечению стержней. Через несколько минут удалось добиться начала ее роста, и в дальнейшем – стабилизации на уровне 160–200 МВт. Всё это время продолжалось «отравление», и операторы продолжали поднимать стержни. В момент аварии в крайнем верхнем положении находилось 205 стержней, то есть внизу оставалось только 6 стержней, что явилось грубейшим нарушением регламента эксплуатации.

26 апреля в 1:23:04 начался эксперимент. Из-за снижения оборотов насосов, подключенных к «выбегающему» генератору, и так называемого положительного парового коэффициента реактивности (который был обусловлен конструкцией РБМК-1000) реактор испытывал тенденцию к самопроизвольному увеличению мощности, что и произошло – тепловая мощность скачком увеличилась до 530 МВт. Только в этот момент персонал осознал всю меру опасности. В 1:23:40 начальник смены дал команду нажать кнопку АЗ-5 – по ней поглощающие стрежни начали движение в активную зону. Это была первая попытка предотвратить аварию и последняя из вызвавших ее причин. Дело в том, что каждый из стержней-поглотителей имеет на своем нижнем конце вытеснитель – алюминиевый цилиндр, заполненный графитом, поглощающий нейтроны в значительно меньшей мере, чем вода. Введение вытеснителей в активную зону спровоцировало резкий рост потока нейтронов, что повлекло скачкообразный рост мощности реактора и интенсивное парообразование. Реактор в буквальном смысле закипел.

Аварийный разгон сопровождался мощными ударами и отключением света. К 1:23:44 мощность цепной реакции в сто раз превысила номинальную. Бурное вскипание теплоносителя, в который попали частицы разрушаемых ТВЭЛов, привело к повышению давления в технологических каналах, их разрыву и взрыву, разрушившему реактор. Спустя две секунды после первого взрыва прогремел второй, причиной которого, по мнению специалистов, было образование и воспламенение смеси кислорода с водородом. При этом разрушилась часть здания реакторного цеха, наружу из реактора было выброшено около четверти графита и часть топлива. Очевидцы наблюдали фейерверк вылетающих раскаленных и горящих фрагментов. Часть из них, упав на крышу машинного зала, вызвала пожар.

Поток горячего воздуха поднял в атмосферу радиоактивные продукты деления. Суммарный выброс составил 3,5 % от общего количества радионуклидов в реакторе на момент аварии. Высота струи превышала 1200 метров, а уровни радиации в ней достигали 1000 мР/ч даже на расстоянии 10 километров от станции. Произошло радиоактивное загрязнение не только 30-километровой зоны вокруг АЭС, но и значительных территорий в ряде областей Украины, Белоруссии и России.

Непосредственно во время взрыва на 4-ом энергоблоке погиб один человек, еще один скончался в тот же день от полученных ожогов. У 134 сотрудников ЧАЭС и членов спасательных команд, находившихся на станции во время взрыва, развилась лучевая болезнь, 28 из них умерли.

Вечером 26 апреля было принято решение о начале эвакуации населения. Всего из 188 населенных пунктов было эвакуировано около 116 000 человек.

Мировой атомной энергетике в результате Чернобыльской аварии был нанесен серьезный удар. С 1986 до 2002 года в странах Северной Америки и Западной Европы не было построено ни одной новой АЭС, что связано как с давлением общественного мнения, так и с тем, что значительно возросли страховые взносы и уменьшилась рентабельность ядерной энергетики.

В СССР было законсервировано или прекращено строительство и проектирование 10 новых АЭС, заморожено строительство десятков новых энергоблоков на действующих АЭС в разных областях и республиках.

В то же время перед атомщиками была поставлена задача повысить уровень безопасности существующих АЭС с реакторами РБМК.

Прежде всего, разумеется, они доработали системы управления регулирующими стержнями. Сегодня просто невозможно вывести из реактора опасное количество стержней на опасное расстояние. Больше того, извлекать их даже для замены и ремонта можно только поштучно.

Аварийную автоматику на работающем реакторе сможет отключить теперь разве что направленный взрыв – столько в нее введено дополнительных блокировок. Но и в этом случае все регулирующие стержни немедленно и полностью погрузятся в реактор.

Заменены вытеснители на концах стержней-поглотителей. Вместо графита – удобного в штатных режимах, но опасного в аварийных – поставлена обычная реакторная конструкционная сталь. Сама конструкция стержней доработана так, чтобы нижний конец вытеснителя всегда находился на границе активной зоны, а длина поглощающей части увеличена до 6,8 метра. При этом часть стержней переведена в режим быстрой аварийной защиты, что сократило время аварийного останова реактора до двух секунд.

Была изменена геометрия каналов. Заметно выросла доля воды в общем замедлении нейтронов, что позволило устранить опасный положительный паровой коэффициент реактивности – РБМК обрели автоматическую стабилизацию, ранее достигнутую на реакторах других типов.

Таким образом, реакторы РБМК ныне вполне безопасны. Это, однако, не способствует их эффективности и экономии средств при эксплуатации, да и предубеждение слишком велико – поэтому российская атомная энергетика делает сегодня ставку на реакторы других типов: ВВЭР (водо-водяной корпусной реактор) и РБН (реактор на быстрых нейтронах).

За прошедшие с Чернобыльской аварии годы были разработаны новые варианты этих реакторов, и некоторые из них уже эксплуатируются. Так, российские реакторы ВВЭР-1000 установлены на новых АЭС в Индии, Китае, Иране. Шесть ВВЭР-100 Cанкт-петербургского производственного объединения «Ижорский завод» работают на Запорожской АЭС – крупнейшей АЭС в Европе.

В самой России в настоящее время на 10 атомных станциях (Белоярская, Билибинская, Волгодонская, Калининская, Кольская, Курская, Ленинградская, Нововоронежская, Смоленская), входящих в состав концерна «Росэнергоатом», эксплуатируется 31 энергоблок (РБМК, ВВЭР, РБН) установленной мощностью 23,24 ГВт. Это обеспечивает 15 % энергопотребления страны (для сравнения – в развитых странах вклад АЭС в среднем превышает 32 %). Поскольку в ближайшем будущем старые энергоблоки будут выведены из эксплуатации и законсервированы, до 2030 года российским атомщикам придется построить как минимум 42 энергоблока. В таком случае реакторы РБМК уйдут в прошлое, а их заменят реакторы ВВЭР нового поколения. Кроме того, руководство «Росэнергоатома» предполагает в октябре 2010 года ввести в эксплуатацию первую в мире плавучую тепловую электростанцию малой мощности (АТЭС ММ) с реакторами КЛТ-4C, которая должна стать прототипом целой линейки таких электростанций.

Планы впечатляют, однако уже на первом этапе их реализации возникли серьезные проблемы. Так, из пяти блоков, намеченных к пуску до 2008 года, в эксплуатацию удалось ввести лишь два: первый энергоблок на Волгодонской АЭС (пуск состоялся в 2001 году) и третий на Калининский АЭС (ввод в эксплуатацию состоялся в 2005 году). При этом затраты на строительство третьего блока Калининской АЭС превысили утвержденную в 2002 году смету расходов в два раза!

В октябре 2006 года была утверждена новая программа – «Развитие атомного энергопромышленного комплекса России на 2007–2010 гг. и на перспективу до 2015 года». В ее рамках пуск второго энергоблока Волгодонской АЭС запланирован на 2009 год (реально, судя по темпам строительства – не ранее 2012 года). Четвертый блок Калининской АЭС вместо 2007 года, как это планировалась в Энергетической стратегии, теперь намечено пустить в 2011 году (в реальности он будет запущен не ранее 2014 года). А недостроенные пятый и шестой блоки Курской АЭС были и вовсе выкинуты из новой программы.